【摘要】：風力發(fā)電是環(huán)境友好型能源的重要來源,最近幾年已變地越來越重要。風力發(fā)電作為一種新能源,目前它在全球的增長速度也是各新能源中最快的。風能是現(xiàn)有能源中最便宜的可更新的能源;風力發(fā)電不需要燃料,沒有廢棄物問題;風能不會產(chǎn)生輻射或二氧化碳公害;不會影響生態(tài)環(huán)境、大氣氣候和地質(zhì)災害等,對環(huán)境的影響較小,許多國家已計劃在不久的將來大力投資風力發(fā)電。風電機組大多安裝在海上、高山、沙漠等偏遠地區(qū),其風載變化很大。結(jié)果是,每一次陣風沖擊風力發(fā)電機,可以觀察到一個快速和強大的電輸出功率的變化。這些負載變化不僅需要一個穩(wěn)固的電網(wǎng),使其穩(wěn)定運行,也需要一個可靠的機械零件和系統(tǒng),來對抗在負載不斷變化中產(chǎn)生的應(yīng)力。因此為了設(shè)計高可靠性的機械結(jié)構(gòu),特別是在高功率下,設(shè)計和制造成本將會變得昂貴。數(shù)據(jù)顯示世界上風力發(fā)電機組的12%的故障來自于齒輪箱。而在風電齒輪箱各零件中,齒輪故障率高達60%以上,齒輪故障失效導致風電機組停機,造成的損失較大。因此,在風電齒輪箱中各級齒輪在運行過程中,對其進行強度和可靠性分析,為設(shè)計和制造工程中提供理論依據(jù),從而降低齒輪失效率具有極其重要的意義。本文的研究對象為某公司的2.5 MW風力發(fā)電機中的核心零部件——齒輪箱。主要研究內(nèi)容及流程如下:Solidworks軟件中對三級齒輪系統(tǒng)建三維模型、裝配、檢查和排除干涉;利用Solidworks與有限元軟件ANSYS的對接接口,在將三維模型導入到有限元軟件中,在材料庫中添加新材料并輸入相關(guān)參數(shù),進行適當?shù)膭澐志W(wǎng)格,設(shè)置齒輪接觸,施加轉(zhuǎn)動約束和載荷,然后進行熱—結(jié)構(gòu)耦合動力學分析;仿真計算得出了各級齒輪等效應(yīng)力和溫度;結(jié)合材料性質(zhì)的離散性、隨機風載和齒面摩擦系數(shù)的不確定性,在ANSYS Workbench中進行了六西格瑪分析并提取應(yīng)力和溫度的概率密度分布;最后利用Copula函數(shù)相關(guān)性理論計算出了強度破壞和膠合失效兩種相關(guān)性失效下的可靠度。
[Abstract]:Wind power is an important source of environment-friendly energy, which has become more and more important in recent years. As a new energy, wind power generation is also the fastest growing energy in the world. Wind energy is the cheapest renewable energy in existing energy; wind power does not need fuel, no waste problem; wind energy. It does not produce radiation or carbon dioxide pollution; it does not affect the ecological environment, atmospheric climate and geological hazards and so on. Many countries have planned to invest heavily in wind power generation in the near future. Wind turbines are mostly installed in remote areas such as the sea, mountains and deserts. The wind load varies greatly. As a result, every wind blunt. A fast and powerful change in electrical output power can be observed in a wind turbine. These load changes not only require a stable power grid to operate stably, but also require a reliable mechanical part and system to combat the stress generated in the changing load. So in order to design a highly reliable mechanical structure, Not at high power, the cost of design and manufacturing will be expensive. The data show that 12% of the world's wind turbines fail in the gear box. In each part of the wind power gear box, the gear failure rate is up to 60%, and the failure of the gear causes the wind turbine to stop, and the loss is greater. Therefore, at all levels in the wind power gear box. During the operation of the gear, the strength and reliability of the gear are analyzed. It is of great significance to provide theoretical basis for the design and manufacture of the gear and reduce the gear failure rate. The research object of this paper is the core part of the 2.5 MW wind generator in a company. The main research content and process are as follows: Solidwor In KS software, the 3D model, assembly, inspection and elimination of interference are built for the three stage gear system. Using the docking interface between Solidworks and the finite element software ANSYS, the 3D model is imported into the finite element software, the new material is added to the material base and the relevant parameters are input, the appropriate mesh is divided, the gear contact is set and the rotation constraint is applied. The equivalent stress and temperature of the gears at all levels are calculated by simulation, and the six sigma analysis and the probability density distribution of the stress and temperature are carried out in ANSYS Workbench with the discreteness of the properties of the material and the uncertainty of the friction coefficient of the tooth surface. Finally, the distribution of the stress and temperature is obtained. Finally, the Copul is used. The a function correlation theory calculates the reliability of two failure modes of strength failure and bonding failure.
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM614;TH132.41

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本文編號：2143439